JP2012119580A - チップ部品実装配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂基板１０の表面に、配線回路６１，６２が形成され、チップ部品３０が、樹脂基板１０に搭載されて、配線回路６１，６２の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板であって、配線回路６１，６２が、下層の金属箔６１ａ，６２ａと上層の金属メッキ層６１ｂ，６２ｂからなる２層構造を有してなり、チップ部品３０が、金属メッキ層６１ｂ，６２ｂに圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板１０１，１０２とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなる、チップ部品実装配線基板およびその製造方法に関する。

チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板が、例えば、特開昭５５−６８６９０号公報（特許文献１）に開示されている。

図１０は、特許文献１と同様の従来のチップ部品実装配線基板を模式的に示した図で、図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、チップ部品実装配線基板９１〜９３の部分的な断面図である。

図１０（ａ）に示すチップ部品実装配線基板９１では、樹脂基板１０上に、金属箔からなる配線回路２１が形成されている。そして、チップ部品３０が樹脂基板１０に搭載されて、チップ部品３０の表面に設けられた電極３０ｅが配線回路２１の端部に半田４１で接合されている。尚、図１０（ａ）のチップ部品実装配線基板９１では、チップ部品３０が接着剤５１で位置固定されており、半田４１で接合するまで位置が移動しないようにしている。

図１０（ｂ）に示すチップ部品実装配線基板９２では、樹脂基板１０に埋め込まれるようにして、金属箔からなる配線回路２２が形成されている。また、樹脂基板１０の表面には窪み部５２が形成されており、チップ部品３０が窪み部５２に搭載されて、該窪み部５２の底面まで延設された配線回路２２の端部に半田４２で接合されている。

図１０（ｃ）に示すチップ部品実装配線基板９３では、樹脂基板１０に埋め込まれるようにして、金属箔からなる配線回路２３が形成されている。また、該樹脂基板１０上には、半田溶融時に意図しない部位への流れ出しを防止するための半田レジスト５３が形成されている。そして、チップ部品３０が、半田レジスト５３の開口部に露出する配線回路２３の端部に、半田４３で接合されている。

特開昭５５−６８６９０号公報

図１０（ａ）〜（ｃ）に示したチップ部品実装配線基板９１〜９３では、いずれも、チップ部品３０を配線回路２１〜２３に接続するため、半田４１〜４３が用いられている。従って、チップ部品実装配線基板９１〜９３の製造においては、印刷等による半田４１〜４３の塗布工程、および半田４１〜４３の加熱溶融工程が必要である。また、図１０（ｃ）のチップ部品実装配線基板９３で例示したように、意図しない部位への半田４１〜４３の流れ出しを防止するには、半田レジスト５３が必要となる。

そこで本発明は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板およびその製造方法であって、半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板およびその製造方法を提供することを目的としている。

請求項１に記載のチップ部品実装配線基板は、樹脂基板の表面に、配線回路が形成され、チップ部品が、前記樹脂基板に搭載されて、前記配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板であって、前記配線回路が、下層の金属箔と上層の金属メッキ層からなる２層構造を有してなり、前記チップ部品が、前記金属メッキ層に圧着接合されてなることを特徴としている。

上記チップ部品実装配線基板は、チップ部品を配線回路に接続する構造として、従来のような半田付けによる接合構造ではなく、チップ部品を配線回路に圧着接合する新規な接合構造を採用している。この接合構造を可能とするため、上記チップ部品実装配線基板においては、下層の金属箔と上層の金属メッキ層からなる２層構造を有した配線回路とし、チップ部品を上層の金属メッキ層に圧着接合するようにしている。

以上のように、上記チップ部品実装配線基板においては、チップ部品の配線回路への接続に半田付けを用いていないため、印刷等による半田の塗布工程および半田の加熱溶融工程が不要である。また、言うまでもなく、意図しない部位への半田の流れ出しも起きないため、半田レジストも必要なくなる。

以上のようにして、上記チップ部品実装配線基板は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板であって、半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板とすることができる。

上記配線回路を構成する下層の前記金属箔は、請求項２に記載のように、導電率が高く安価で適度な強度を有する銅（Ｃｕ）からなることが好ましい。

前記金属箔の厚さは、請求項３に記載のように、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。金属箔の厚さが１０μｍより小さい場合には、強度が十分でなく加工時の取り扱いが困難であり、金属箔の厚さが１００μｍより大きい場合には、切断加工や変形加工が困難となる。

また、上記配線回路を構成する上層の前記金属メッキ層は、請求項４に記載のように、熱圧着が容易であり、チップ部品の電極材としても広く用いられている、錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）合金からなることが好ましい。

前記金属メッキ層の厚さは、請求項５に記載のように、２μｍ以上、２０μｍ以下が好適である。金属メッキ層の厚さが２μｍより小さい場合には、圧着接合強度が不十分で剥がれが起き易くなり、金属メッキ層の厚さが２０μｍより大きい場合には、金属メッキ層の形成に長時間を要するため、製造コストが増大する。

上記チップ部品実装配線基板は、請求項６に記載のように、前記樹脂基板の表面に、窪み部が形成され、前記チップ部品が、前記窪み部に搭載されて、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部に接続されてなる構成とすることができる。

これによれば、上記窪み部の大きさを適宜設定することによって、チップ部品を樹脂基板へ搭載する際に該窪み部に嵌め込んで、チップ部品を位置決めすることができる。従って、チップ部品を金属メッキ層に圧着接合する際には、接着剤を新たに用いることなく、チップ部品の位置ずれを抑制することができる。このため、窪み部を形成しない場合に較べて、接着剤および該接着剤の塗布工程が不要となり、製造コストを低減することができる。

上記窪み部を形成する場合、請求項７に記載のように、前記樹脂基板は、熱による変形が容易な熱可塑性樹脂からなることが好ましい。

また、前記熱可塑性樹脂は、請求項８に記載のように、絶縁性や強度が高く安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のいずれかであることが好ましい。

前記窪み部の深さは、請求項９に記載のように、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下が好適である。窪み部の深さが０．０５ｍｍより小さい場合には、窪み部よりチップ部品が飛び出し易くなり、窪み部の深さが０．５ｍｍより大きい場合には、樹脂基板と配線回路の端部の変形量が大きくなるため、寸法精度が低下する。

また、上記窪み部を形成する場合、請求項１０に記載のように、前記窪み部に搭載された前記チップ部品と該窪み部の側面に間に、隙間が設けられ、前記チップ部品が、前記窪み部の側面に設けられた突起により位置決めされてなる構成とすることができる。これによれば、チップ部品の寸法バラツキや搭載位置のバラツキを上記隙間で吸収できると共に、上記突起の先端を潰すようにして、チップ部品を所定位置に容易に位置決めすることができる。

上記チップ部品実装配線基板は、絶縁信頼性を高めると共に、圧着接合されたチップ部品を外力より保護するため、請求項１１に記載のように、前記金属メッキ層に圧着接合されたチップ部品が、前記配線回路と共に樹脂モールドされてなることが好ましい。

請求項１２〜２１に記載の発明は、上記したチップ部品実装配線基板の製造方法に係る発明である。

請求項１２に記載の製造方法は、樹脂基板の表面に、下層の金属箔と上層の金属メッキ層からなる２層構造を有した配線回路が形成され、チップ部品が、前記樹脂基板に搭載されて、前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板の製造方法であって、加熱瞬時プレスにより、前記配線回路となる前記２層構造からなる金属箔シートを、前記樹脂基板に打ち抜き圧着する配線回路形成工程と、前記チップ部品を前記樹脂基板に搭載して、加熱プレスにより、前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合するチップ部品接合工程とを有してなることを特徴としている。

これにより、上記請求項１に記載のチップ部品実装配線基板を製造することができる。

尚、上記配線回路形成工程において用いている加熱瞬時プレスによる２層構造の金属箔シートの打ち抜き圧着によれば、配線回路のパターニングと樹脂基板への圧着形成を一括して行うことができるため、安価な製造方法となっている。また、上記チップ部品接合工程においては、チップ部品を、加熱プレスにより配線回路の金属メッキ層に熱圧着している。従って、チップ部品の圧着時に熱を加えない場合に較べて、チップ部品と金属メッキ層の接合強度を高めることができる。

請求項１３〜１６に記載の製造方法の効果については、上記請求項２〜５のチップ部品実装配線基板において記載したとおりであり、その説明は省略する。

請求項１７に記載のように、前記チップ部品接合工程における前記加熱プレスの温度は、２００℃以上、２５０℃以下が好適である。加熱プレスの温度が２００℃より低い場合には、チップ部品と金属メッキ層の接合強度が低くなり、加熱プレスの温度が２５０℃より高い場合には、樹脂基板やチップ部品の劣化が大きくなる。

上記製造方法において、前記チップ部品実装配線基板が、前記樹脂基板の表面に、窪み部が形成され、前記チップ部品が、前記窪み部に搭載されて、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板である場合には、次のような構成の製造方法を採用することができる。

例えば請求項１８に記載のように、前記配線回路形成工程の後、第２の加熱瞬時プレスにより、前記樹脂基板の表面の所定位置に前記窪み部を形成すると共に、該窪み部の底面まで前記配線回路の端部を延設する窪み部形成工程を有してなり、前記チップ部品接合工程において、前記チップ部品を前記窪み部に搭載して、前記加熱プレスにより、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合する。

これにより、上記請求項６に記載のチップ部品実装配線基板を製造することができる。

尚、上記第２の加熱瞬時プレスを用いた窪み部形成工程によれば、窪み部の形成と配線回路の端部を変形して窪み部の底面までの延設を一括して行うことができ、安価な製造方法となっている。

また、この場合には、請求項１９に記載のように、前記窪み部形成工程において、前記第２の加熱瞬時プレスに用いる上金型の前記樹脂基板と対向する面の所定位置に、前記窪み部を形成すると共に該窪み部の底面まで前記配線回路を延設するための凸部が、別体として設けられていることが好ましい。

上記凸部は、上金型に一体として設けられていてもよい。しかしながら、この場合には、チップ部品の搭載位置が異なる種々のチップ部品実装配線基板を製造するには、それぞれ異なる上金型が必要となる。一方、上記のように凸部を別体として上金型に設けることで、凸部の設置位置を変えるだけで、チップ部品の搭載位置が異なる種々のチップ部品実装配線基板の製造にも対応することができる。

また、上記請求項６に記載のチップ部品実装配線基板を製造する場合には、請求項２０に記載のように、前記チップ部品接合工程において、前記樹脂基板と対向する上金型の所定位置に位置決めされた前記チップ部品を加熱プレスして、前記窪み部を形成すると共に該窪み部の底面まで前記配線回路を延設しながら、前記端部の前記金属メッキ層に、該チップ部品を圧着接合するようにしてもよい。

この場合には、窪み部の形成とチップ部品の配線回路への圧着接合を一括して行うことができるため、より安価な製造方法となる。

また、上記した製造方法において多数のチップ部品を一括して圧着接合する場合には、請求項２１に記載のように、前記チップ部品接合工程において、緩衝材を前記加熱プレスに用いる上金型と前記チップ部品の間に挿入して、加熱プレスしてもよい。

上記緩衝材を用いることで、各種チップ部品の高さの違いを吸収して、均一な圧力で各チップ部品を配線回路へ圧着接合することができる。

以上に示したように、上記チップ部品実装配線基板およびその製造方法は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板およびその製造方法であって、半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板およびその製造方法とすることができる。

本発明に係るチップ部品実装配線基板を模式的に示した図で、（ａ），（ｂ）は、それぞれ、チップ部品実装配線基板１０１，１０２の部分的な断面図とチップ部品３０周りの上面図である。 図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２の変形例で、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、チップ部品３０周りの上面図である。 （ａ），（ｂ）は、図１（ａ），（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０１，１０２のより好ましい適用形態の例で、それぞれ、チップ部品実装配線基板１０１ｍ，１０２ｍの部分的な断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２の製造において用いられる配線基板を準備する工程で、樹脂基板１０に対して下層の金属箔６２ａと上層の金属メッキ層６２ｂからなる２層構造の配線回路６２を形成する、配線回路形成工程を示した図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０２の製造において用いられる配線基板を準備する工程で、図４の配線回路形成工程で得られた配線基板１０ａに対してさらに窪み部５２を追加形成する、窪み部形成工程を示した図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２の製造において用いられる、チップ部品接合工程を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図５に示した窪み部形成工程を、図６に示したチップ部品接合工程と同時に行う方法である。 図５と同様の窪み部形成工程を示した図で、チップ部品３０の搭載位置が異なる、種々のチップ部品実装配線基板の製造に適した方法を説明する図である。 図６と同様のチップ部品接合工程を示した図で、高さの異なる複数のチップ部品を搭載する、種々のチップ部品実装配線基板の製造に適した方法を説明する図である。 特許文献１と同様の従来のチップ部品実装配線基板を模式的に示した図で、（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、チップ部品実装配線基板９１〜９３の部分的な断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るチップ部品実装配線基板を模式的に示した図で、図１（ａ），（ｂ）は、それぞれ、チップ部品実装配線基板１０１，１０２の部分的な断面図とチップ部品３０周りの上面図である。尚、図１（ａ），（ｂ）に示すチップ部品実装配線基板１０１，１０２の部分的な断面図において、図１０（ａ），（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板９１，９２と同様の部分については、同じ符号を付した。

図１（ａ）に示すチップ部品実装配線基板１０１では、樹脂基板１０上に、下層の金属箔６１ａと上層の金属メッキ層６１ｂからなる２層構造を有した配線回路６１が形成されている。そして、チップ部品３０が樹脂基板１０に搭載されて、チップ部品３０の表面に設けられた電極３０ｅが、配線回路６１の端部の金属メッキ層６１ｂに、接合面Ｃ１で圧着接合されている。尚、図１（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１では、チップ部品３０が接着剤５１で位置固定されており、チップ部品３０を配線回路６１の端部に圧着接合するまで位置が移動しないようにしている。

図１（ｂ）に示すチップ部品実装配線基板１０２では、樹脂基板１０に埋め込まれるようにして、下層の金属箔６２ａと上層の金属メッキ層６２ｂからなる２層構造を有した配線回路６２が形成されている。また、樹脂基板１０の表面には窪み部５２が形成されており、チップ部品３０が窪み部５２に搭載されて、チップ部品３０の表面に設けられた電極３０ｅが、窪み部５２の底面まで延設された配線回路６２の端部の金属メッキ層６２ｂに、接合面Ｃ２で圧着接合されている。

以上のように、図１（ａ），（ｂ）に示すチップ部品実装配線基板１０１，１０２は、いずれも、樹脂基板１０の表面に配線回路６１，６２が形成され、チップ部品３０が樹脂基板１０に搭載されて、配線回路６１，６２の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板である。また、配線回路６１，６２は、下層の金属箔６１ａ，６２ａと上層の金属メッキ層６１ｂ，６２ｂからなる２層構造を有しており、チップ部品３０が、金属メッキ層６１ｂ，６２ｂに圧着接合されている。

図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２は、チップ部品３０を配線回路に接続する構造として、図１０に示した従来のチップ部品実装配線基板９１〜９３ような半田付けによる接合構造ではなく、チップ部品３０を配線回路に圧着接合する新規な接合構造を採用している。この接合構造を可能とするため、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２においては、下層の金属箔６１ａ，６２ａと上層の金属メッキ層６１ｂ，６２ｂからなる２層構造を有した配線回路６１，６２とし、チップ部品を上層の金属メッキ層６１ｂ，６２ｂに圧着接合するようにしている。

以上のように、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２においては、チップ部品３０の配線回路６１，６２への接続に半田付けを用いていないため、印刷等による半田の塗布工程および半田の加熱溶融工程が不要である。また、言うまでもなく、意図しない部位への半田の流れ出しも起きないため、図１０（ｃ）のチップ部品実装配線基板９３で例示した半田レジスト５３も必要なくなる。

以上のようにして、図１（ａ），（ｂ）に例示したチップ部品実装配線基板１０１，１０２は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板であって、半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板とすることができる。

次に、図１（ａ），（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０１，１０２の細部について、より詳細に説明する。

チップ部品実装配線基板１０１，１０２の配線回路６１，６２を構成する下層の金属箔６１ａ，６２ａは、導電率が高く安価で適度な強度を有する銅（Ｃｕ）からなることが好ましい。図１に示した金属箔６１ａ，６２ａの厚さｔａは、１０μｍ以上、１００μｍ以下が好適である。金属箔６１ａ，６２ａの厚さｔａが１０μｍより小さい場合には、強度が十分でなく、後述する製造工程において、加工時の取り扱いが困難である。一方、金属箔６１ａ，６２ａの厚さｔａが１００μｍより大きい場合には、切断加工や変形加工が困難となる。

また、配線回路６１，６２を構成する上層の金属メッキ層６１ｂ，６２ｂは、熱圧着が容易であり、チップ部品３０の電極材としても広く用いられている、錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）合金からなることが好ましい。図１に示した金属メッキ層６１ｂ，６２ｂの厚さｔｂは、２μｍ以上、２０μｍ以下が好適である。金属メッキ層６１ｂ，６２ｂの厚さｔｂが２μｍより小さい場合には、圧着接合強度が不十分で剥がれが起き易くなり、金属メッキ層６１ｂ，６２ｂの厚さｔｂが２０μｍより大きい場合には、金属メッキ層６１ｂ，６２ｂの形成に長時間を要するため、製造コストが増大する。

図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２は、図１（ａ）に示したチップ部品実装配線基板１０１と比較して、樹脂基板１０の表面に窪み部５２が形成され、チップ部品３０が該窪み部５２に搭載されて、窪み部５０の底面まで延設された配線回路６２の端部に接続されている。

図１（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０２によれば、窪み部５２の大きさを適宜設定することによって、チップ部品３０を樹脂基板１０へ搭載する際に該窪み部５２に嵌め込んで、チップ部品３０を位置決めすることができる。従って、チップ部品３０を金属メッキ層６２ｂに圧着接合する際には、図１（ａ）に示したチップ部品実装配線基板１０１のような接着剤５１を新たに用いることなく、チップ部品３０の位置ずれを抑制することができる。このため、図１（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１のような窪み部を形成しない場合に較べて、接着剤および該接着剤の塗布工程が不要となり、製造コストを低減することができる。

図１（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０２のように窪み部５２を形成する場合、樹脂基板１０は、後述する製造方法からわかるように、熱による変形が容易な熱可塑性樹脂からなることが好ましい。また、前記熱可塑性樹脂は、絶縁性や強度が高く安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のいずれかであることが好ましい。

図１（ｂ）に示す窪み部５２の樹脂基板１０の表面からの深さｄは、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下が好適である。窪み部５２の深さｄが０．０５ｍｍより小さい場合には、窪み部５２よりチップ部品３０が飛び出し易くなり、窪み部５２の深さｄが０．５ｍｍより大きい場合には、樹脂基板１０と配線回路６２の端部の変形量が大きくなるため、寸法精度が低下する。

図２は、図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２の変形例で、図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、チップ部品３０周りの上面図である。

図２（ａ）〜（ｃ）では、それぞれ、チップ部品３０より大きめの四角形状の窪み部５２ａ〜５２ｃが樹脂基板１０に形成されており、窪み部５２ａ〜５２ｃに搭載されたチップ部品３０と該窪み部５２ａ〜５２ｃの側面に間には隙間Ｓａ〜Ｓｃが設けられている。また、窪み部５２ａ〜５２ｃに搭載されたチップ部品３０は、それぞれ、窪み部５２ａ〜５２ｃの側面に設けられた突起Ｖａ〜Ｖｃにより、所定位置に位置決めされている。尚、図２（ａ）の窪み部５２ａの側面に設けられた突起Ｖａは先端が尖っており、図２（ｂ），（ｃ）の窪み部５２ｂ，５２ｃの側面に設けられた突起Ｖｂ，Ｖｃは先端が丸まっている。また、図２（ｃ）の窪み部５２ｃの四隅には、角抜きＫｃが設けられている。

図２（ａ）〜（ｃ）に示す窪み部５２ａ〜５２ｃによれば、チップ部品３０の寸法バラツキや搭載位置のバラツキを隙間Ｓａ〜Ｓｃで吸収できると共に、突起Ｖａ〜Ｖｃの先端を潰すようにして、チップ部品３０を所定位置に容易に位置決めすることができる。また、図２（ｂ），（ｃ）のように先端を丸めた突起Ｖｂ，Ｖｃや角抜きＫｃを設けることで、後述する窪み部５２ｂ，５２ｃを形成するための金型の鋭角部分を少なくして金型寿命を延ばすと共に、突起Ｖｂ，Ｖｃの先端や四角形状の窪み部５２ｃの四隅に発生する応力集中を緩和することができる。尚、図２（ａ）〜（ｃ）では、チップ部品３０の両方の対向する２辺に対して大きめの窪み部５２ａ〜５２ｃが設けられているが、チップ部品３０のいずれか一方の対向する２辺に対して大きめの窪み部を設けるようにしてもよい。

図３（ａ），（ｂ）は、図１（ａ），（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０１，１０２のより好ましい適用形態の例で、それぞれ、チップ部品実装配線基板１０１ｍ，１０２ｍの部分的な断面図である。

図３（ａ），（ｂ）に示すチップ部品実装配線基板１０１ｍ，１０２ｍは、保護樹脂１１で、それぞれ図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２を樹脂モールドしたものである。図３（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１ｍ，１０２ｍにおいては、金属メッキ層６１ｂに圧着接合されたチップ部品３０が配線回路６１と共に保護樹脂１１で樹脂モールドされることによって、絶縁信頼性が高められると共に、圧着接合されたチップ部品３０を外力より保護することができる。

次に、図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２を例にして、その好適な製造方法を説明する。

図４（ａ）〜（ｃ）は、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２の製造において用いられる配線基板を準備する工程で、樹脂基板１０に対して下層の金属箔６２ａと上層の金属メッキ層６２ｂからなる２層構造の配線回路６２を形成する、配線回路形成工程を示した図である。

図４（ａ）〜（ｃ）に示す配線回路形成工程は、配線回路の形成に複雑なケミカルプロセスを用いないで、金属箔を金型熱プレスし、簡便に配線回路を成形する方法である。

最初に、樹脂基板１０と金属箔６０ａの一方の表面に金属メッキ層６０ｂが形成された金属箔シート６０をそれぞれ準備し、図４（ａ）に示すように、金属箔シート６０の金属箔６０ａと樹脂基板１０とが対向するようにして、上金型ＵＫ１と下金型ＬＫ１の間に挿入する。尚、上金型ＵＫ１の金属箔シート６０と対向する面には、金属箔シート６０を打ち抜いて配線回路を樹脂基板１０に圧着する凸部ＵＴ１と、配線回路以外の部分を抜き取る凹部ＵＮ１が形成されている。また、上金型ＵＫ１は、打ち抜かれた配線回路の樹脂基板１０への圧着を容易にするために、波線の塗りパターンで示したように、約２２０℃まで加熱される。

次に、図４（ｂ）に示すように、樹脂基板１０と金属箔シート６０の積層体を、上金型ＵＫ１と下金型ＬＫ１で加熱瞬時プレスをする。これにより、金属箔シート６０における上金型ＵＫ１の凸部ＵＴ１が当たった部分は、せん断力で抜けて樹脂基板１０に押し込まれ、樹脂基板１０に圧着される。

最後に、図４（ｃ）に示すように、加熱瞬時プレスが終わって上金型ＵＫ１と下金型ＬＫ１を開くと、金属箔シート６０における上金型ＵＫ１の凹部ＵＮ１に位置した部分は、樹脂基板１０に押圧されていないため、凹部ＵＮ１に残って樹脂基板１０には付着しない。以上のようにして、樹脂基板１０の表面に下層の金属箔６３ａと上層の金属メッキ層６３ｂからなる２層構造の配線回路６３が形成された配線基板１０ａが得られる。

尚、図４（ｃ）に示す配線基板１０ａは、下層の金属箔６３ａと上層の金属メッキ層６３ｂからなる２層構造の配線回路６３が樹脂基板１０に埋め込まれている例である。これは、上金型ＵＫ１を約２２０℃まで加熱することにより、圧着時に樹脂基板１０の表面が溶けて、打ち抜かれた金属箔シート６０が樹脂基板１０に押し込まれるためである。一方、上金型ＵＫ１の加熱温度や押圧力を適宜設定することで、図１（ａ）に示したチップ部品実装配線基板１０１のように、樹脂基板１０上に、下層の金属箔６１ａと上層の金属メッキ層６１ｂからなる２層構造を有した配線回路６１を形成することも可能である。

上記配線回路形成工程において用いている加熱瞬時プレスによる２層構造の金属箔シート６０の打ち抜き圧着によれば、配線回路６３のパターニングと樹脂基板１０への圧着形成を一括して行うことができるため、安価な製造方法となっている。

図５（ａ）〜（ｃ）は、図１（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０２の製造において用いられる配線基板を準備する工程で、図４の配線回路形成工程で得られた配線基板１０ａに対してさらに窪み部５２を追加形成する、窪み部形成工程を示した図である。

最初に、図５（ａ）に示すように、図４の配線回路形成工程で得られた配線基板１０ａを、上金型ＵＫ２と下金型ＬＫ２の間に挿入する。尚、上金型ＵＫ２の配線基板１０ａと対向する面には、窪み部５２を形成するための凸部ＵＴ２が、一体的に形成されている。また、上金型ＵＫ１は、窪み部５２の形成を容易にするために、波線の塗りパターンで示したように、約２２０℃まで加熱される。

次に、図５（ｂ）に示すように、配線基板１０ａを、上金型ＵＫ２と下金型ＬＫ２で第２の加熱瞬時プレスをする。これにより、上金型ＵＫ２の凸部ＵＴ２が当たった部分が押し込まれて、樹脂基板１０の表面の所定位置に窪み部５２が形成されると共に、配線基板１０ａに形成されていた配線回路６３が、窪み部５２の底面まで端部が延設された配線回路６２となる。尚、上記第２の加熱瞬時プレスを行うことにより、配線回路６３の金属メッキ層６３ｂの表面が上金型ＵＫ２の凸部ＵＴ２で擦れて、活性化された金属メッキ層６２ｂの表面とすることができる。従って、後述するチップ部品接合工程においては、活性剤などで金属メッキ層６３ｂの表面を綺麗にする必要がない。

最後に、図５（ｃ）に示すように、第２の加熱瞬時プレスが終わって上金型ＵＫ２と下金型ＬＫ２を開くと、図１（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０２におけるチップ部品３０を搭載する前の配線基板１０ｂが得られる。

上記第２の加熱瞬時プレスを用いた窪み部形成工程によれば、窪み部５２の形成と配線回路６３の端部を変形して窪み部５２の底面までの延設を一括して行うことができるため、安価な製造方法となっている。

図６（ａ）〜（ｄ）は、図１（ａ），（ｂ）のチップ部品実装配線基板１０１，１０２の製造において用いられる、チップ部品接合工程を説明する図である。

最初に、図６（ａ）に示すように、図５の窪み部形成工程で得られた配線基板１０ｂの窪み部５２にチップ部品３０を入れて、窪み部５２にチップ部品３０を搭載する。

次に、図６（ｂ）に示すように、チップ部品３０を搭載した配線基板１０ｂを上金型ＵＫ３と下金型ＬＫ３の間に挿入して加熱プレスし、配線回路６２の端部の金属メッキ層６２ｂを熱で一部溶かして、チップ部品３０の電極３０ｅを熱圧着接合する。尚、十分な圧着強度を確保するために、上金型ＵＫ３は、波線の塗りパターンで示したように、約２４０℃まで加熱される。

このように、上記チップ部品接合工程においては、チップ部品３０を、加熱プレスにより配線回路６２の金属メッキ層６２ｂに熱圧着している。従って、チップ部品３０の圧着時に熱を加えない場合に較べて、チップ部品３０と金属メッキ層６２ｂの接合強度を高めることができる。

上記加熱プレスの温度は、２００℃以上、２５０℃以下が好適である。加熱プレスの温度が２００℃より低い場合には、チップ部品３０と金属メッキ層６２ｂの接合強度が低くなり、加熱プレスの温度が２５０℃より高い場合には、樹脂基板１０やチップ部品３０の劣化が大きくなる。

尚、チップ部品３０の破損を防止し、確実な圧着強度を得るため、図６（ｂ）の加熱プレスは、先の図４（ｂ）の加熱瞬時プレスや先の図５（ｂ）の第２の加熱瞬時プレスと異なり、押圧力を低くして時間をかけてプレスする。また、図示を省略したが、上記熱圧着工程においては、チップ部品３０の上金型ＵＫ３への接合を防止するため、上金型ＵＫ３に離型剤を塗布したり、上金型ＵＫ３とチップ部品３０の間に離型シートを挿入したりして加熱プレスする。

最後に、図６（ｃ）に示すように、加熱プレスが終わって上金型ＵＫ３と下金型ＬＫ３を開けば、図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２を製造することができる。

また、図６（ｄ）に示すように、上記チップ部品実装配線基板１０２に保護樹脂１１を樹脂モールドすれば、図３（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２ｍを製造することができる。

尚、窪み部５２を形成しない図１（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１と図３（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１ｍを製造する場合には、図４に示した配線回路形成工程で得られる配線基板１０ａの配線回路６３の端部間に接着剤５１を塗布してから、図６（ａ）の工程でチップ部品３０を搭載する。以降の工程は、図６（ｂ）〜（ｄ）で説明したのと同じ工程で、図１（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１と図３（ａ）のチップ部品実装配線基板１０１ｍを製造することができる。

次に、上記した製造方法のより好ましい実施形態について説明する。

図７（ａ）〜（ｃ）は、図５に示した窪み部形成工程を、図６に示したチップ部品接合工程と同時に行う方法である。

最初に、図７（ａ）に示すように、図４の配線回路形成工程で得られた配線基板１０ａを、上金型ＵＫ４と下金型ＬＫ４の間に挿入する。また、上金型ＵＫ４の配線基板１０ａと対向する面の所定位置に、チップ部品３０を位置決めして配置する。尚、上金型ＵＫ４と下金型ＬＫ４は、窪み部５２の形成とチップ部品３０の圧着を容易にするために、波線の塗りパターンで示したように、約２２０℃まで加熱される。

次に、図７（ｂ）に示すように、上金型ＵＫ４に配置したチップ部品３０を配線基板１０ａに対して加熱プレスし、窪み部５２を形成すると共に該窪み部５２の底面まで配線回路６３を延設しながら、配線回路６３の端部の金属メッキ層６３ｂに、チップ部品３０の電極３０ｅを圧着接合する。

最後に、加熱プレスが終わった後、上金型ＵＫ４に配置されていたチップ部品３０の固定を解除し、図７（ｃ）に示すように上金型ＵＫ４と下金型ＬＫ４を開けば、図１（ｂ）に示したチップ部品実装配線基板１０２を製造することができる。

図７に示したチップ部品接合工程によれば、窪み部５２の形成とチップ部品３０の配線回路への圧着接合を一括して行うことができるため、より安価な製造方法となる。

図８は、図５と同様の窪み部形成工程を示した図で、チップ部品３０の搭載位置が異なる、種々のチップ部品実装配線基板の製造に適した方法を説明する図である。

図５に示した窪み部形成工程で用いられた上金型ＵＫ２では、窪み部５２を形成するための凸部ＵＴ２が、上金型ＵＫ２の配線基板１０ａと対向する面に一体的に形成されていた。一方、図８に示す窪み部形成工程で用いられる上金型ＵＫ５においては、図８（ａ）に示すように、窪み部５２ｄ，５２ｅを形成すると共に該窪み部５２ｄ，５２ｅの底面まで下層の金属箔６４ａと上層の金属メッキ層６４ｂからなる２層構造の配線回路６４を延設するための凸部ＵＴ５ａ，ＵＴ５ｂが、上金型ＵＫ５の配線基板１０ｃと対向する面の所定位置に、別体として設けられている。

以後の工程は図５に説明したとおりで、最初に図８（ａ）に示すように、配線基板１０ｃを上金型ＵＫ５と下金型ＬＫ５の間に挿入し、次に図８（ｂ）に示すように、上金型ＵＫ５と下金型ＬＫ５で加熱瞬時プレスをする。これにより、上金型ＵＫ５の凸部ＵＴ５ａ，ＵＴ５ｂが当たった部分が押し込まれて、樹脂基板１０の表面の所定位置に窪み部５２ｄ，５２ｅが形成されると共に、配線基板１０ｃに形成されていた配線回路６４が、窪み部５２ｄ，５２ｅの底面まで端部が延設された配線回路６５となる。

最後に、図８（ｃ）に示すように、上金型ＵＫ５と下金型ＬＫ５を開くと、樹脂基板１０の表面に下層の金属箔６５ａと上層の金属メッキ層６５ｂからなる２層構造の配線回路６５が形成された、配線基板１０ｄが得られる。

図５に示した窪み部形成工程で用いられた上金型ＵＫ２のように、窪み部５２を形成するための凸部ＵＴ２は、上金型ＵＫ２に一体として設けられていてもよい。しかしながら、この場合には、チップ部品３０の搭載位置が異なる種々のチップ部品実装配線基板を製造するには、それぞれ異なる上金型が必要となる。一方、図８に示す窪み部形成工程で用いられている上金型ＵＫ５のように、凸部ＵＴ５ａ，ＵＴ５ｂを別体として上金型ＵＫ５に設けることで、凸部ＵＴ５ａ，ＵＴ５ｂの設置位置を変えるだけで、チップ部品３０の搭載位置が異なる種々のチップ部品実装配線基板の製造にも対応することができる。

図９は、図６と同様のチップ部品接合工程を示した図で、高さの異なる複数のチップ部品を搭載する種々のチップ部品実装配線基板の製造に適した方法を説明する図である。

最初に、図９（ａ）に示すように、図８の窪み部形成工程で得られた配線基板１０ｄの窪み部５２ｄ，５２ｅに、高さの異なるチップ部品３０ａ，３０ｂを搭載する。

次に、図９（ｂ）に示すように、緩衝材ＣＵを上金型ＵＫ６とチップ部品３０ａ，３０ｂの間に挿入して、上金型ＵＫ６と下金型ＬＫ６で加熱プレスする。これによって、配線回路６５の端部の金属メッキ層６５ｂに、チップ部品３０ａ，３０ｂの電極３０ｅを圧着接合する。

最後に、図９（ｃ）に示すように、加熱プレスが終わって上金型ＵＫ６と下金型ＬＫ６を開けば、高さの異なるチップ部品３０ａ，３０ｂが配線回路６５の端部の金属メッキ層６５ｂに圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板１０３を製造することができる。

図９に示したチップ部品接合工程においては、緩衝材ＣＵを用いることで、各種チップ部品３０ａ，３０ｂの高さの違いを吸収して、均一な圧力で、各チップ部品３０ａ，３０ｂを配線回路６５へ一括して圧着接合することができる。

以上に示したように、上記チップ部品実装配線基板およびその製造方法は、チップ部品が樹脂基板に搭載されて配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板およびその製造方法であって、半田付けによらない新規なチップ部品の接合構造を有してなり、安価に製造可能なチップ部品実装配線基板およびその製造方法となっている。

９１〜９３，１０１〜１０３，１０１ｍ，１０２ｍ チップ部品実装配線基板
１０ 樹脂基板
６１〜６５ 配線回路
６１ａ〜６５ａ 金属箔
６１ｂ〜６５ｂ 金属メッキ層
３０，３０ａ，３０ｂチップ部品
５２，５２ａ〜５２ｅ 窪み部

Claims (21)

1. 樹脂基板の表面に、配線回路が形成され、
   チップ部品が、前記樹脂基板に搭載されて、前記配線回路の端部に接続されてなるチップ部品実装配線基板であって、
   前記配線回路が、下層の金属箔と上層の金属メッキ層からなる２層構造を有してなり、
   前記チップ部品が、前記金属メッキ層に圧着接合されてなることを特徴とするチップ部品実装配線基板。
2. 前記金属箔が、銅（Ｃｕ）からなることを特徴とする請求項１に記載のチップ部品実装配線基板。
3. 前記金属箔の厚さが、１０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ部品実装配線基板。
4. 前記金属メッキ層が、錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）合金からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
5. 前記金属メッキ層の厚さが、２μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
6. 前記樹脂基板の表面に、窪み部が形成され、
   前記チップ部品が、前記窪み部に搭載されて、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部に接続されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
7. 前記樹脂基板が、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項６に記載のチップ部品実装配線基板。
8. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載のチップ部品実装配線基板。
9. 前記窪み部の深さが、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
10. 前記窪み部に搭載された前記チップ部品と該窪み部の側面に間に、隙間が設けられ、
    前記チップ部品が、前記窪み部の側面に設けられた突起により位置決めされてなることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
11. 前記金属メッキ層に圧着接合されたチップ部品が、前記配線回路と共に樹脂モールドされてなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板。
12. 樹脂基板の表面に、下層の金属箔と上層の金属メッキ層からなる２層構造を有した配線回路が形成され、
    チップ部品が、前記樹脂基板に搭載されて、前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板の製造方法であって、
    加熱瞬時プレスにより、前記配線回路となる前記２層構造からなる金属箔シートを、前記樹脂基板に打ち抜き圧着する配線回路形成工程と、
    前記チップ部品を前記樹脂基板に搭載して、加熱プレスにより、前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合するチップ部品接合工程とを有してなることを特徴とするチップ部品実装配線基板の製造方法。
13. 前記金属箔が、銅（Ｃｕ）からなることを特徴とする請求項１２に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
14. 前記金属箔の厚さが、１０μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１２または１３に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
15. 前記金属メッキ層が、錫（Ｓｎ）または錫（Ｓｎ）合金からなることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
16. 前記金属メッキ層の厚さが、２μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
17. 前記チップ部品接合工程における前記加熱プレスの温度が、２００℃以上、２５０℃以下であることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
18. 前記チップ部品実装配線基板は、
    前記樹脂基板の表面に、窪み部が形成され、
    前記チップ部品が、前記窪み部に搭載されて、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板であって、
    前記配線回路形成工程の後、
    第２の加熱瞬時プレスにより、前記樹脂基板の表面の所定位置に前記窪み部を形成すると共に、該窪み部の底面まで前記配線回路の端部を延設する窪み部形成工程を有してなり、
    前記チップ部品接合工程において、
    前記チップ部品を前記窪み部に搭載して、前記加熱プレスにより、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合することを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
19. 前記窪み部形成工程において、
    前記第２の加熱瞬時プレスに用いる上金型の前記樹脂基板と対向する面の所定位置に、前記窪み部を形成すると共に該窪み部の底面まで前記配線回路を延設するための凸部が、
    別体として設けられていることを特徴とする請求項１８に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
20. 前記チップ部品実装配線基板は、
    前記樹脂基板の表面に、窪み部が形成され、
    前記チップ部品が、前記窪み部に搭載されて、該窪み部の底面まで延設された前記配線回路の端部の前記金属メッキ層に圧着接合されてなるチップ部品実装配線基板であって、
    前記チップ部品接合工程において、
    前記樹脂基板と対向する上金型の所定位置に位置決めされた前記チップ部品を加熱プレスして、前記窪み部を形成すると共に該窪み部の底面まで前記配線回路を延設しながら、前記端部の前記金属メッキ層に、該チップ部品を圧着接合することを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。
21. 前記チップ部品接合工程において、
    緩衝材を前記加熱プレスに用いる上金型と前記チップ部品の間に挿入して、加熱プレスすることを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか一項に記載のチップ部品実装配線基板の製造方法。

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